【正文】 .............................. 67 第八章 .供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù) ................................................. 74 微機(jī)繼電保護(hù)綜述 ................................................. 74 微機(jī)繼電保護(hù)的主要特點(diǎn) ..................................... 74 微機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)相比的優(yōu)缺點(diǎn) ............... 75 微機(jī)繼電保護(hù)的硬件原理： ......................................... 77 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ................................................ 77 CPU 主系統(tǒng) .................................................. 77 開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出回路 ......................................... 78 微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)物圖 ......................................... 80 微機(jī)繼電保護(hù)的算法 ......................................... 80 微機(jī)繼電保護(hù)的軟件原理 ........................................... 81 微機(jī)繼電保護(hù)裝置的軟件構(gòu)成 ................................. 81 微機(jī)保護(hù)的軟 件設(shè)計(jì) ......................................... 83 35/6KV 供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)匯總表 .................................... 83 KLD9331 微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置 .......................................... 83 KLD9371 微機(jī) PT 監(jiān)測(cè)切換裝置 ............................................. 84 變壓器的微機(jī)保護(hù) ................................................. 84 VI 變壓器的瓦斯保護(hù) ........................................... 84 微機(jī)變壓器的差動(dòng)保護(hù)裝置 ................................... 85 變壓器的過(guò)流保護(hù) ........................................... 86 備用電源自投保護(hù)測(cè)控裝置 ......................................... 86 裝置功能及適用范圍 ......................................... 87 一次接線示意圖： ........................................... 87 第九章 .變電所的防雷與接地 ............................................... 88 變電所防雷 ....................................................... 88 常用的防雷保護(hù)裝置 ......................................... 88 變電所的防雷措施 ............................................ 89 變電所接地 ....................................................... 89 接地的要求 ................................................. 90 接地的種類 ................................................. 90 回路式接地裝置 .............................................. 90 結(jié) 論 .................................................................. 92 致 謝 .................................................................. 93 參考文獻(xiàn) ................................................................ 94 1 前 言 本設(shè)計(jì)針對(duì)某 A 煤礦實(shí)際情況，進(jìn)行供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決礦山實(shí)際問(wèn)題，即鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，又培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能，還學(xué)會(huì)查閱技術(shù)資料和各種文獻(xiàn)的方法，最終掌握煤礦供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。 電能是現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，首先應(yīng)該保證供電 的可靠性和安全性，并做到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面合理的滿足生產(chǎn)的需要。由于煤礦生產(chǎn)條件的特殊性，對(duì)供電系統(tǒng)有特殊的要求，因此對(duì)煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)主要完成以下工作：針對(duì)礦井負(fù)荷的用電要求，用需要系數(shù)法進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算。據(jù)此對(duì)主變壓器進(jìn)行選擇，并進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)變電所主接線的設(shè)計(jì)原則，對(duì)變電所的主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)： 35kV 側(cè)采用全橋接線 ,10kV 母線采用單母分段接線形式。采用標(biāo)幺值法對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路計(jì)算。按安裝地點(diǎn)、運(yùn)行環(huán)境和使用要求對(duì)電氣設(shè)備的規(guī)格型號(hào)進(jìn)行選擇，并對(duì)它們進(jìn)行動(dòng) 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。繼電保護(hù)裝置保證了電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，斷路器能迅速動(dòng)作，且有選擇地將故障切除，以免事故擴(kuò)大。為防止變電所遭到雷擊，還進(jìn)行了防雷保護(hù)。此外，為了保障人身與設(shè)備的安全，還要對(duì)變電所進(jìn)行保護(hù)接地設(shè)計(jì)。 以上只是 35kV 變電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單介紹，一些具體的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算方法，在本設(shè)計(jì)中會(huì)給出詳細(xì)的說(shuō)明。 由于個(gè)人能力有限 ,在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣地錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)各位老師能夠批評(píng)指正。 2 第一章 概 述 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）礦井負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償； （ 2）地面 35kV 變電所主變壓器的選擇與校驗(yàn)； （ 3）地面 35kV 變電所主接線方案確定； （ 4）短路電流計(jì)算； （ 5）地面 35kV 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)； （ 6）電力線路的選擇與校驗(yàn) （ 7）地面 35kV 變電所二次回路方案的選擇與微機(jī)保護(hù)的整定； （ 8）地面 35kV 變電所的防雷與接地。 煤礦概述 燕龕煤炭有限責(zé)任公司下轄的程莊煤礦和燕龕煤礦，井田相鄰，地跨陽(yáng)泉市郊區(qū)河底鎮(zhèn)和盂縣路家村鎮(zhèn)。兩個(gè)井田均批準(zhǔn)開(kāi)采 1 15 號(hào)等五個(gè)煤層，井田面積共計(jì) 。 根據(jù)兩個(gè)礦井 的實(shí)際情況，燕龕煤炭有限責(zé)任公司決定對(duì)兩個(gè)礦井的技術(shù)改造工程進(jìn)行調(diào)整：關(guān)閉燕龕煤礦，將其 ；集中改造程莊煤礦，生產(chǎn)規(guī)模由 Mt/a 擴(kuò)建至 Mt/a。 現(xiàn)需建設(shè)地面 35/10kV 礦井變電所一座，供電線路采用雙回路 35kV 架空線。一回主供電源引自葦泊 110kV 變電站，長(zhǎng)度 ；另一備用電源線路引自燕龕 110kV 變電站，長(zhǎng)度 。 35kV 母線最大短路參數(shù) Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所 1km. 3 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算的目的 進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為正確的選擇企業(yè)各級(jí)變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格以及供電網(wǎng)所需導(dǎo)線的型號(hào)、截面積等提供科學(xué)依據(jù)。其中，求計(jì)算負(fù)荷，或稱需用負(fù)荷，目的是為了合理地選擇企業(yè)各級(jí)變壓器的變壓器容量和電氣設(shè)備的型號(hào)等。求尖峰電流，用于計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)、選擇熔斷器和保護(hù)元件等。求平均負(fù)荷，用來(lái)計(jì)算全場(chǎng)電能需要量、電能損耗和選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置等。 負(fù)荷計(jì)算的方法 我國(guó)設(shè)計(jì)部門(mén)在進(jìn)行企業(yè)供電設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常采用地電力負(fù)荷計(jì)算方法有：需用系數(shù)法、二項(xiàng)系 數(shù)法、單位電耗法、利用系數(shù)法和單位面積功率法等。需用系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際。因此，這種計(jì)算方法應(yīng)用最廣泛。尤其對(duì)用電設(shè)備容量相差較小且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，這種計(jì)算方法最為適宜。二項(xiàng)系數(shù)法則主要適用于用電設(shè)備容量相差大的場(chǎng)合，如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦井下綜采工作面等。利用系數(shù)法是以平均負(fù)荷作為計(jì)算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。這種計(jì)算方法雖理論依據(jù)較充分，但由于目前積累的使用數(shù)據(jù)不多，且計(jì)算步驟較繁瑣，精確度也并不比前兩種方法強(qiáng)多少，所 以，目前已逐漸不被采用。最后兩種方法常用于方案估算。因此， 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下： 負(fù)荷計(jì)算方法 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為： Pca=KdPNΣ （ 21） 4 Qca=Pcatan φ （ 22） Sca= caca QP 22 ? （ 23） Ica=NcaUS3 （ 24） 式中 Pca、 Qca、 Sca—— 該用電設(shè)備組的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷。 PNΣ —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量 ,KW UN—— 額定電壓 ,V； tanφ —— 功率因數(shù)角的正切值； Ica—— 該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流， A。 Kd—— 需要系數(shù)，由表 22查得。 多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個(gè) 用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷并非同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) Ksi。具體計(jì)算如下： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )( （ 25） Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ? （ 26） Sca= caca QP 22 ? （ 27） Ica=NcaUS3 （ 28） 式中 Pca 、 Qca 、 Sca—— 為配電干線或變電站低壓母線的有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷； Ksi —— 同時(shí)系數(shù)，其值見(jiàn)表 23； m —— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)； Kdi 、 i?tan 、 ?iNP —— 分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角 正切值、總設(shè)備容量； 5 Ica—— 該干線或變壓站低壓母線上計(jì)算電流， A； UN—— 該干線或低壓母線上的額定電壓， V。 負(fù)荷計(jì)算過(guò)程 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 用電設(shè)備分組，由表 22 確定各組用電設(shè)備的總額定容量。 由表 22查出各用電設(shè)備組的需用系數(shù) Kd和功率因數(shù) cosφ，根據(jù)公式 21計(jì)算出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 1. 井下負(fù)荷： (1)一水平主排水泵 Kd=， cosφ =， tanφ = 有功功率： Pca=KdPNΣ = 110=。 無(wú)功功率： Qca=Pcatanφ = =； 視在功率： Sca= caca QP 22 ? = 22 ? = 計(jì)算電流： Ica=NcaUS3 = ? = 用同樣方法可計(jì)算出其它各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，結(jié)果記 入表 21全礦電力負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷表中。 （ 2） 井下負(fù)荷合計(jì) 有功功率： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )(= 4913= 無(wú)功功率： Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ?= 4732 = 視在功率： Sca= caca QP 2